牙隐裂的病因分析与机制研究
牙隐裂即牙体硬组织的不完全折裂，不仅是一个疾病而且是一个牙髓牙周、生物力学问题的促进因素，用于鉴别病因并判断牙髓根尖周组织的状态。隐裂牙结构薄弱，可以突然发生断裂或继发细菌感染，从而影响牙髓牙周组织。目前对隐裂的研究分为生物力学有限元分析、体外引发试验、临床诊断性试验，尚缺乏对隐裂的致病机制研究，本文将从隐裂的病因和病理生理等方面作一综述。
尽管隐裂不是引起牙齿早失的唯一病因，但构建分析评估系统与公共卫生息息相关，因为早期发现和及时干预将有助于防止牙齿早失，维护中老年人群的口腔健康和功能的同时，减少与隐裂相关的疼痛不适。
1.流行病学
研究表明，牙隐裂主要发生在30～50岁。随着年龄的增加，牙体有机成分减少导致牙体弹性下降，脆性增加。此外，牙齿日益磨耗，牙本质的硬度远低于牙釉质，在外力作用下，其耐受性更低，牙体更易折裂。国内外学者就隐裂的好发牙位既存在共识又存在争议。前牙隐裂发生率低于后牙。上颌前磨牙隐裂发生率高于下颌，上颌前磨牙非功能尖牙尖斜面陡峭，在咀嚼过程中受到侧向力大，因此更容易发生隐裂。国内学者认为，在咀嚼过程中，上颌磨牙处于被动的撞击状态，磨损形成陡尖使其发生结构性疲劳，易发生隐裂。国外学者认为下颌磨牙萌出早，在咀嚼过程中承受的咀嚼力大，易发生隐裂。裂纹可沿着发育沟分布或单发于牙体的某个牙面，其走行并无固定的方向，但多与其咬合力作用方向或硬组织发育结构有关；Hilton等认为裂纹在牙合面远中的发生率更高。
2.病因
牙齿的发育缺陷和薄弱结构是牙隐裂发生的内在条件，牙尖斜面是易感因素，而创伤性牙合力是重要的致病因素。有学者将病因总结为以下4种。
2.1牙齿的解剖结构因素
2.1.1牙齿存在一些异常的发育结构或结构薄弱区
窝沟是牙齿发育期的钙化结合区，钙化不全、釉板、髓室高大、根面沟属于发育结构异常，磨损、龋损、髓腔内吸收属于结构薄弱区，其抗折强度降低，隐裂沿发育沟发生、发展，裂纹尖端处应力集中，在承受最大咬合力时发生折裂。
2.1.2解剖形态与生理因素
磨牙非功能尖牙尖斜面高陡，同时非功能尖缺乏外斜面保护，楔力作用下更易折裂，当侧牙合颌位为组牙功能牙合时牙尖斜面成为侧方运动的引导平面，牙尖承受的牙合力更大，发生隐裂的风险增加；牙尖三角嵴、斜嵴、边缘嵴对应力传导有阻断作用，边缘嵴的丧失导致牙体结构变弱，更易发生隐裂。釉质和牙本质的热膨胀系数不同，温度循环促使釉质破裂，如果没有矿化修复机制可能大多数牙齿会出现隐裂。
2.2牙合力因素
存在牙合创伤或牙合干扰，反复增加的应力疲劳和突然的外力损伤。中老年人牙尖磨耗较多且不均匀，形成陡峭的牙尖、嵴、斜面，呈现反牙合曲线；牙合力分布不平衡，在长期的牙合创伤作用下，牙齿会出现应力疲劳，其抗折强度降低而易发生隐裂。饮食结构及不良的生活习惯，如喜食硬物或用牙不当，过大的力垂直作用于牙体的薄弱区产生应力集中，引起隐裂；随着饮食结构的细化与咀嚼功能的退化，人类的咀嚼器官变得相对薄弱，对外力的抵抗能力也不比从前；偏侧咀嚼的习惯影响牙合力分布。
Andreaus等认为错牙合畸形是牙隐裂发生的诱因，隐裂的发生与咬合异常有关，前牙开牙合、反牙合、对刃牙合、锁牙合可导致后牙咬合接触过度，产生较大的咬合力。刘姣等应用T-ScanⅢ咬合分析仪对其进行正中、侧方及前伸咬合记录，分析早接触、牙合力中心位置等咬合特征，结果发现：牙隐裂患者的牙合力中心偏移，咬合力分布不均，患侧牙列存不同程度的干扰点；随着稳定牙合接触的丧失，咬合早接触增加，进一步增加牙合干扰，加剧应力分布不均。口腔副功能是参与隐裂发生、发展的因素，夜磨牙导致前牙切导丧失、损害牙周组织，影响牙合力的传导分布。
2.3医源性因素
2.3.1牙体结构的改变
由于充填体、继发龋导致大量健康牙本质的丧失，窝洞预备改变了正常的解剖形态，预备过程中刺激牙髓而未做护髓处理可导致牙髓变性；牙髓治疗过程中的机械因素与创伤，直线通路的建立改变牙体内部结构，根管预备过度切屑根内牙本质，削弱了牙体组织强度，增加了余留牙体组织应力，牙髓治疗后牙体硬组织失去了牙髓血供，导致牙釉质和牙本质脱水、变脆，易折裂。
2.3.2材料性能的影响
金属材料比非金属材料更易诱发折裂，异种金属间存在的微电流刺激引起釉质裂纹。修复材料在咬合力作用或口腔环境改变时，材料本身的形变导致了牙体硬组织咬合力的分布异常，这主要是由材料的物理性能决定的，在循环应力作用下易发生折裂。
2.3.3治疗过程中设计不合理或产生应力集中
在高速涡轮机去除旧充填物、舌杆进行咬诊试验过程中由治疗器械引起的牙折裂；洞形设计的形状、大小、深度影响牙体组织的抗力，不恰当的充填会形成深的尖窝关系、过突的外形，改变了应力分布，发生隐裂的风险增加，采用银汞、金等非粘接性材料修复过程中保留了锐利的内线角，而裂纹常常始于修复体底部的内线角，牙体充填面数越多，峡部宽度越大，越易发生折裂；牙本质钉放置、银汞充填、金合金嵌体制备过程中产生了过大的应力，根充时过大的垂直压力和侧向压力、桩的粘固产生根内楔力，在采用嵌体修复时缺乏牙尖保护，粘接过程中产生了过大的压力，长跨度固定桥导致了基牙扭矩过大。
2.4其他危险因素
研究表明，牙齿饰物镶嵌于牙体硬组织上，在操作过程中会破坏原有的釉质结构，导致牙齿抗力性下降，口腔内饰物(如唇、舌、颊部打孔佩戴金属饰物)易造成牙合创伤，罹患隐裂的风险增加。
3.病理生理
解剖因素、生物力学因素、细菌感染深度、牙髓活力与根尖周组织状况，对隐裂预后的判断至关重要。
3.1生物力学理论
从生物力学角度将牙隐裂的病因分成牙体受力、抗力和对所受力的调控三个方面。牙体受力来源于外伤引起的撞击力、创伤性牙合力等。牙体受力大小一般指牙合力大小，受患者年龄、性别、牙齿状况、咀嚼周期时相和食物硬度等影响。Cameron根据牙体抗力将牙隐裂形成模式分为两种类型：一种是垂直型折裂，裂纹常分布于牙齿发育沟等结构薄弱的区域，沿着牙本质垂直向下发展；另一种是斜型折裂，多见于大面积充填的患牙，裂纹起始于洞底，沿着颊髓或舌髓线角斜行向外扩展。口颌系统的神经反射调控作用是有限的。另外，调控被抑制或阻断也可引起牙折裂。
3.2流体动力学理论
Figdor提出了隐裂疼痛的流体动力学理论，Brannstrom等证实了该理论。咀嚼时咬合力作用于存在裂纹的牙体，导致牙体组织沿着裂纹分离，牙本质的分离会引起牙本质小管内液体的流动，激活牙髓内的A型纤维，从而刺激成牙本质细胞，引起牙髓反应，产生剧烈的疼痛。冷刺激痛是温度刺激引起神经肽的释放，使牙髓中的无髓鞘C型纤维兴奋，痛阈下降，产生疼痛。Figdor认为牙髓症状由炎症刺激引发而来，细菌代谢产物及毒性刺激物通过裂纹渗入，使分布在牙本质小管内的成牙本质细胞突伸缩或断裂。唾液浸润裂纹，细菌与食物残渣不断沉积，细菌生物膜形成，来自生物膜的细菌侵入裂纹下的组织。
牙本质小管内细菌侵入具有双向性，既朝向牙髓又朝向牙釉质，口腔内细菌绝大多数不能自主移动；细菌生物膜附着于折裂牙本质表面，细胞不断分裂，咀嚼时牙本质产生的流体静力压推细菌入牙本质小管。牙本质小管具有渗透性，大量细菌侵入导致细菌毒性因子和抗原聚集并扩散至牙本质液中，刺激牙髓引发牙髓反应。当裂纹垂直于牙本质小管分布时，牙本质小管暴露面积增加，为细菌入侵提供便利。裂纹是牙髓感染的主要通道，理解牙体牙髓组织对裂纹的反应对诊治至关重要。牙髓对感染的反应不仅受健康牙本质厚度的影响，还受到细菌密度与毒力、受累牙本质范围、牙髓状态的影响。在活髓牙中多种因素均可限制细菌侵入牙本质小管，这些因素包括牙本质小管内容物、硬化牙本质、宿主防御因子等。
4.总结
牙隐裂致病机制复杂，受多因素影响，判断牙髓活力与根尖周组织状况至关重要，本文探讨影响裂纹扩展的风险因素，为病因治疗的选择提供参考。尽管隐裂诊断困难，但是具备防范意识有助于早期识别隐裂，进一步防止裂纹扩展及相关并发症的发生。通过早期监测、全面评估、适当干预，防止裂纹扩展和继发细菌感染。年龄、牙位、牙合、医源因素与隐裂的发生发展密切相关，前瞻性研究需权衡以上因素。
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牙源性干细胞及牙髓再生的研究进展
牙髓病及根尖周病是口腔常见病和多发病。虽此类疾病可通过根管治疗或根尖外科手术治疗以去除症状，但无牙髓的牙齿相比于正常牙齿具有易折裂和牙齿变色等问题。通过牙髓再生治疗重建有活性的牙髓是治疗此类疾病最理想的方法。所谓再生，就是指使组织甚至器官丢失、受损的部分重新生长，还原成正常的形态，行使正常的功能。目前，牙髓再生的前沿研究集中在组织工程领域，近年来利用牙源性干细胞再生牙髓的研究取得了很大的突破。
干细胞是一类具有很强增殖活性和多向分化潜能的细胞，在不同环境的诱导作用下能向其他细胞分化。牙源性干细胞在牙体组织损伤修复方面发挥关键作用，当牙体组织发生炎症或创伤导致干细胞数量不足甚至缺失时，修复将无法进行。这时，体外扩增干细胞可能是补充丢失细胞以促进组织再生的良好来源。由于胚胎干细胞的研究因伦理问题受到诸多限制，所以牙髓再生治疗中的干细胞主要是牙体组织来源的，如牙髓干细胞（dental pulp stem cells，DPSCs）、脱落乳牙牙髓干细胞（stem cells from human exfoliated deciduous teeth，SHED）、根尖牙乳头干细胞（stem cells from the apical papilla，SCAP）、牙囊干细胞（dental follicle stem cells，DFSCs）等。
1.牙髓组织来源干细胞
牙髓是一种非矿化组织，由细胞、血管、神经和纤维等组成。牙髓含有不同类型的细胞，如内皮细胞、神经元细胞、成纤维细胞、成骨细胞、破骨细胞、成牙本质细胞等。依据来源牙的发育时间进行分类，牙髓组织来源干细胞包括DPSCs和SHED。虽两者来源相同，但在生长速度、分化模式、基因表达谱等方面存在许多差异。
1.1DPSCs与牙髓再生
DPSCs是一种由神经嵴细胞迁移分化的外胚层干细胞，具有间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC）属性。DPSCs是在口腔及其周围组织中发现的第一种干细胞类型，也是研究最彻底的牙源性干细胞，已被证明具有多分化潜能，可分化为成牙本质细胞、成骨细胞、破骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞和神经细胞等。
DPSCs表达MSC表面标志物，如CD29、CD44、CD59、CD73、CD90、CD146等；但不表达造血干细胞标志物，如CD14、CD34、CD45、CD11b等。Stanko等使用蛋白组学比较了人DPSCs与骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）、脐带间充质干细胞（UC-MSCs）和脂肪干细胞（ASCs）的基因表达谱。研究结果显示，4种类型的干细胞全部表达CD44、CD90、CD105，而无任何一种细胞表达CD34和CD45；BM-MSCs、UC-MSCs和ASCs中所有被评估的基因显示出与DPSCs类似的多基因表达，但DPSCs与BM-MSCs的蛋白表达存在显著差异；另外，DPSCs与另三种类型的干细胞相比，其在体外培养中具有了更强的传代能力。
这些结果与之前的一份研究报告一致，该报告显示DPSCs具有较高的增殖率，即在成骨培养条件下，与BM-MSCs相比，DPSCs具有更高比例存活的干细胞，且碱性磷酸酶活性也显著升高。此外，DPSCs具有向神经和上皮干细胞分化的特性，提示DPSCs可能特别适用于神经退行性疾病和口腔疾病的细胞基础治疗。DPSCs已被证明可在体外和体内再生牙髓-牙本质复合体样结构。
Gronthos等首次证明人DPSCs具有分化为成牙母细胞的能力，在他们的研究中，当DPSCs移植到免疫功能受损的小鼠体内时，成功地再生了一种排列着人类成牙本质细胞样的类牙本质结构。随后，在机械和化学处理的牙本质表面培养DPSCs，观察其形成牙本质母细胞样形态，发现其胞浆延伸至牙本质小管内。
Piva等从人第三磨牙中分离出DPSCs，在体外培养后植入免疫缺陷小鼠体内，30d后观察发现该植入部位出现了矿化组织，血管生成因子的表达也显著增高，这也提示了DPSCs在牙髓再生中的潜能。另外，有学者做过碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）-2促进DPSCs向成牙本质样细胞分化的研究，其将DPSCs与纳米纤维微球复合3D培养，结果显示，培养的DPSCs具有向成牙本质细胞分化的潜能，而经过bFGF-2刺激的DPSCs成牙分化相关基因和成牙分化相关蛋白显著升高。这提示我们通过诱导DPSCs并对其进行基因修饰等操作可更好地引导其向牙髓-牙本质复合体方向分化。
同时，生物支架和DPSCs的联合应用也推进了牙髓再生的研究进展。到目前为止，各种天然支架（如明胶、自组装多肽、透明质酸等）和合成支架（如聚乳酸PLLA、PCL等）已应用于临床，其提供了一个优化的微环境来指导DPSCs向成牙本质细胞和其他需要的细胞分化。
DPSCs不仅可用于牙髓再生，还可以用于骨再生。2021年，首个应用DPSCs的临床试验成功开展。该研究将胶原蛋白海绵支架加载的DSPCs植入人第三磨牙拔除部位，修复了下颌骨的缺损，证明DPSCs具有良好的骨再生能力。另外，若在适当的诱导条件下对DPSCs进行预培养，其可能会发挥多分化潜能，在成软骨、成脂肪和成神经分化中有良好的应用前景。
1.2SHED与牙髓再生
SHED是从生理性脱落的乳牙牙髓组织中提取的干细胞。乳牙和脐带一样，均可能含有干细胞，这一观点是由Miura等在2003年首次提出的，并认为乳牙中的干细胞具有高增殖率、克隆形成能力和多分化潜能，可分化为成牙本质细胞、脂肪细胞和神经细胞等。已有多项研究将SHED与DPSCs和BM-MSCs进行了性能比较，发现SHED的增殖率高于DPSCs，且经长期培养后，SHED仍可保持其表型。
Suchanek等将狗的SHED、DPSCs和BMMSCs用于自体下颌骨大型骨缺损的再生研究中，结果表明，SHED可能具有更佳的骨再生及修复骨骼的潜力。这一想法引出了一项类似的研究，该研究系统地比较了人SHED和DPSCs在体外和体内的增殖和分化能力，结果表明与DPSCs相比，SHED在体内模型中增殖速度更快、分化能力更高，产生更多的矿化组织，提示SHED可作为再生医学应用中更合适且更易获得的干细胞来源。
曾有学者在两种动物模型中进行了SHED牙髓再生的实验，结果显示再生的牙髓中具有成牙本质细胞层、血管和神经。而后开展前期临床试验，试验组进行牙髓再生治疗，即将创伤的年轻恒切牙髓腔内植入两份含有细胞数量为2.0 107个的SHED聚合体；对照组进行常规根尖诱导成形术治疗。结果显示，治疗后12个月试验组相较于对照组，牙根更长、根尖孔更小，牙髓活力与血管数量大致相同。
值得一提的是，在试验组中出现了1例治疗后牙齿再次外伤的病例，经组织学染色显示再生的牙髓组织中包含成牙本质细胞层、结缔组织和血管，类似于正常牙髓；经免疫荧光染色表明再生的牙髓组织还表达了神经相关蛋白NeuN。此外，为评估SHED植入的安全性，对试验组患者进行了24个月的随访，未发生任何不良反应。该研究提供了初步的实验和临床依据，证明将SHED植入牙髓已坏死的年轻恒切牙髓腔中可促进年轻恒牙的牙根发育和牙髓的三维再生。再生的牙髓组织含有正常的组织结构，如成牙本质细胞层、结缔组织、血管和神经。另外，与根尖诱导成形术相比，牙髓再生治疗的牙根更长、根尖孔更小，说明再生的牙髓组织更好地促进了牙齿的发育。
2.SCAP与牙髓再生
根尖牙乳头是一种生长在恒牙根尖顶端的软组织，早期研究推测根尖牙乳头是丰富的干细胞来源。随后，这种干细胞群体的存在被成功地证实，并被称为 来自根尖端乳头的干细胞 或 SCAP 。在未发育完全牙齿的治疗过程中保存这些干细胞可使牙根持续形成直至完成，这也是根尖诱导成形术的生理依据。SCAP表面标记物类似于BM-MSCs和DPSCs，STRO1和CD146阳性表达，CD34和CD45阴性表达，CD24已被鉴定为SCAP的特异性标记物。
一些研究发现，SCAP可能主要分化为牙本质形成初期的成牙本质细胞，而DPSCs可能主要分化为修复性成牙本质细胞。SCAP与同一牙体组织中的DPSCs相比，其具有更高的增殖率、更强的组织再生能力和更多的STRO-1阳性细胞。此外，其扩增存活率更高，对人类端粒酶逆转录酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）呈阳性表达，而在DPSCs中hTERT通常为阴性。
SCAP在适当的体外诱导条件下具有分化为脂肪细胞、成牙本质细胞、成骨细胞的潜能。在小型猪中，移植SCAP和牙周膜干细胞（periodontal ligament stem cells，PDLSCs）能够生成牙根-牙周组织复合体，对功能性牙再生具有重要作用。此后，又有学者体外培养SCAP与PDLSCs，比较两者牙髓再生、成骨及成牙本质的能力，结果显示SCAP与PDLSCs相比有较强的增殖、成骨及成牙本质能力。因此，SCAP介导的组织再生有望成为牙髓再生的干细胞疗法。
3.DFSCs与牙髓再生
牙囊是环绕着成釉器和牙乳头底部的外胚层结缔组织，被认为在牙齿发育和萌出中起着关键作用。基于牙囊细胞可产生牙周膜的报道，人们普遍认为牙囊中含有可分化为牙髓、牙骨质、牙周膜和牙槽骨的干细胞。Handa等率先报道了牙囊中含有DFSCs，并发现在免疫缺陷小鼠体内移植DFSCs后，能够成功生成新的牙骨质组织。
随后研究发现，在智齿牙根形成时也有类似的DFSCs，在细胞培养过程中表现出快速附着的特性，推测其表面标志物有nestin和notch-1，并具有在体外形成钙化结节的能力。另外，在保留干细胞特性的情况下，DFSCs可持续30次传代；体内植入后，可形成类似牙骨质-牙周膜样结构的组织。牙囊中含有不同来源的干细胞群体，有研究证实在牙囊中存在神经嵴干细胞（neural crest stem cells，NCSCs）和胶质样干细胞，表明牙囊可能成为再生医学临床应用中的自体干细胞来源。
目前对于DFSCs的研究相对较少，大多集中在牙骨质再生方面，而牙骨质与牙本质的生理相似性提示我们可将DFSCs用于牙髓再生的研究，这也许可以成为未来DFSCs的重要研究方向。
4.应用前景
牙源性干细胞的实验研究和临床应用虽有一定的突破，但仍处于初期阶段。目前，牙源性干细胞研究的许多技术问题尚未解决，在以干细胞为基础的临床治疗中，干细胞必须在体外扩增获得足够的细胞数量以达到治疗效果。然而，由于干细胞对环境极其敏感，其功能或活性可能在体外扩增过程中及移植到患者时发生变化。
移植后的干细胞如何参与损伤或病变组织的修复尚不清楚，它们是为组织再生提供支架或细胞，还是通过营养因子的分泌调节细胞的行为，我们均在积极地探索和研究。牙源性干细胞在自我更新能力、多向分化潜能、有效性和低自体移植排斥反应等方面有着无可比拟的优势，其在口腔组织工程中的应用前景非常广阔。随着科学技术的迅速发展，越来越多的研究将会致力于通过诱导牙源性干细胞并对其进行基因修饰等方法为牙髓组织再生和替代治疗开辟一条新的途径。
本文来源：网络投稿 
